KR101577158B1 - 프런트 플로어 패널 - Google Patents

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도시야 스즈키
요시아키 나카자와
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신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
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Abstract

프레스 성형시의 하중이 과대해 지지 않게 확실히 프레스 성형할 수 있고, 강성의 이방성이 작기 때문에 전방위에 대해 원하는 강성이나 음 진동 특성이 얻어지며, 또한 경량인 금속판으로 이루어지는 프런트 플로어 패널을 제공한다. 차폭 방향의 중앙에 전후 방향을 향해 형성된 플로어 터널(104a), 차폭 방향의 좌우의 단부에 형성되어 사이드 실(105)과 접합하기 위한 좌우의 상향 플랜지(104b), 및, 좌우의 상향 플랜지(104b)와 플로어 터널(104a)의 좌우의 종벽부 사이에 형성되는 좌우의 평면부(104c)를 구비하는 자동차 차체의 프런트 플로어 패널(110)이다. 평면부(104c)의 외연부를 포함하는 환상 영역에, 특정 형상의 요철 형상부(111)가 형성됨과 더불어, 환상 영역을 제외한 잔여 영역은 평판형으로 형성된다.

Description

프런트 플로어 패널{FRONT FLOOR PANEL}
본 발명은, 프런트 플로어 패널에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은, 자동차 차체의 플랫폼을 구성하는 프런트 플로어 패널에 관한 것이다.
현재의 자동차 차체의 대부분은, 통상 프레임 바디를 구성하는 프레임 및 바디가 일체화된 모노코크 바디에 의해 구성되고, 바디의 하부는 플랫폼이라 불리는 구조를 가진다. 도 19는, 자동차 차체(101)의 플랫폼(102)의 개략의 구조를 간략화하여 도시하는 설명도이다.
동 도에 도시하는 바와 같이, 자동차 차체(101)의 플랫폼(102)은 종래의 프레임에 상당하는 부분에 배치된다. 플랫폼(102)의 대시 패널(103) 및 프런트 플로어 패널(104)은, 각각의 가장자리부들을 겹쳐 접합됨과 더불어, 프런트 플로어 패널(104) 및 리어 플로어 패널(106) 각각의 가장자리부들을 겹쳐 접합되어 있다.
대시 패널(103)의 대시 어퍼 패널(103a) 및 대시 로워 패널(103b)은, 각각의 가장자리부들을 겹쳐 접합된다. 대시 패널(103)은, 엔진이 놓이는 엔진 컴파트먼트 및 탑승자가 거주하는 캐빈 사이의 격벽이다.
프런트 플로어 패널(104)은, 플로어 터널(104a)과, 좌우의 상향 플랜지(104b)와, 좌우의 평면부(104c)를 가진다. 플로어 터널(104a)은, 차폭 방향의 중앙에 프로펠러 샤프트나 각종 배관을 수용하기 위한 공간을 형성한다. 좌우의 상향 플랜지(104b)는, 폐단면 구조의 좌우의 사이드 실(105)에 접합하기 위한 접합부이다. 좌우의 평면부(104c)는, 플로어 터널(104a) 및 좌우의 상향 플랜지(104b)를 잇는 부분이다.
리어 플로어 패널(106)의 리어 플로어 프런트 패널(106a) 및 리어 플로어 리어 패널(106b)은, 각각의 가장자리부들을 겹쳐 접합된다.
프런트 플로어 패널(104)은, 프런트 시트 등의 탑재물로부터 받는 정적 하중이나 주행 중의 4개의 타이어로부터 바디로의 부하에 의한, 바디의 탄성 변형을 억제할 수 있는 휨 강성이나 비틀림 강성을 가지는 것이 요구된다. 또한, 프런트 플로어 패널(104)은, 주행시의 소리나 진동의 발생을 극력 억제하여 탑승자에게 불쾌감을 주지 않는 것이나, 자동차의 연비 향상을 위한 경량화도 요구된다.
이러한 요구에 응할 수 있도록 종래부터, 프런트 플로어 패널의 평면부가 되는 영역에 요철 형상을 설치함으로써, 프런트 플로어 패널의 중량을 증가시키지 않고 높은 강성이나 뛰어난 음 진동 특성이 얻어지는 기술이 알려진다.
예를 들어, 동일한 이등변 삼각형을, 그 평면이 소정의 각도를 가지도록 조합하여 구성되는 볼록부를 플로어 패널에 형성함으로써, 플로어 패널의 공진 주파수를 높여 승무원의 불쾌감을 저감시킴과 더불어 플로어 패널의 강성을 높이는 기술이 특허 문헌 1에 개시된다.
대시 패널 전면 또는 플로어 패널의 하방에 탑재되는 히트 인슐레이터에, 엠보스 성형에 의한 다수의 볼록부를 형성하고, 또한, 볼록부가 평면에서 볼 때 육각형을 나타냄과 더불어 대각을 형성하는 꼭대기점을 통과하는 종단면이 원호형을 나타내며, 또한 볼록부들 사이에 평판부가 직선형으로 통과하지 않도록 배열함으로써, 판두께를 증가시키지 않아도 충분한 강성을 확보할 수 있는 인슐레이터가 특허 문헌 2에 개시된다.
차폭 방향 중앙부에 전후 방향을 향해 배치되는 플로어 터널을 가지는 플로어 패널에, 플로어 터널과 교차하여 차폭 방향을 향한 팽출부를 설치함으로써, 플로어 패널의 차폭 방향에 대한 강성을 높이면서 플로어 패널의 판두께를 저감시키는 발명이 특허 문헌 3에 개시된다.
특허 문헌 1~3에 의해 개시되는 종래의 기술은, 모두, 프런트 플로어 패널의 전체 또는 평면부의 중앙에 요철 형상부를 설치함으로써 강성이나 음 진동 특성의 개선을 도모하는 것이다. 그러나, 본 발명자들의 검토에 의하면, 특허 문헌 1에 의해 개시된 기술로는 플로어 패널의 판두께를 저감시킬 수 있을 정도의 강성 향상 효과가 얻어지지 않고, 특허 문헌 2에 의해 개시된 기술에서는 판재에 다수의 볼록부를 형성하기 위해 제조 코스트가 불가피적으로 상승하며, 또한, 특허 문헌 3에 의해 개시된 기술에서는 플로어 패널의 전후의 단부에 가까워짐에 따라, 강성의 이방성이 증가한다고 하는 문제가 있다.
비특허 문헌 1이나 특허 문헌 4~9에는, 반드시 프런트 플로어 패널을 대상으로 하는 것은 아니지만, 기준 평면으로부터 상하 방향으로 돌출한 요철 형상의 양 꼭대기면이 같은 형상으로 면적이 동일하고, 또한 어느 단면에 있어서도 단면 이차 모멘트가 커지도록 하여 강성의 이방성을 저감시킬 수 있는 요철 형상부를 구비하는 판재 또는 차량 구성 부재용 패널이 개시된다.
일본국 특허 공개 2009-286249호 공보 일본국 특허 제4402745호 명세서 일본국 특허 공개 2002-302071호 공보 일본국 특허 공개 2011-27248호 공보 일본국 특허 공개 2011-101893호 공보 일본국 특허 공개 2011-110847호 공보 일본국 특허 공개 2011-110954호 공보 일본국 특허 공개 2011-110983호 공보 일본국 특허 공개 2011-230174호 공보
일본 기계 학회 제20회 설계 공학·시스템 부문 강연회 CD-ROM 논문집 102-107페이지
비특허 문헌 1이나 특허 문헌 4~9에 의해 개시된 기술에 있어서의 요철 형상부가 프런트 플로어 패널에 형성되면, 프런트 플로어 패널의 중량을 증가시키지 않고 높은 강성이 얻어질 가능성이 있다. 실제, 관용 기술인 프레스 성형에 의해 프런트 플로어 패널을 이 요철 형상으로 성형할 수 있고, 특히 프레스 성형의 성형 하사점(下死點)에 있어서 요철 형상부를 성형할 수 있으면, 요철 형상부를 가지는 프런트 플로어 패널을 효율적으로 제조할 수 있다고 생각된다.
그러나, 본 발명자들이 검토한 결과, 금속제(예를 들어 강제)의 프런트 플로어 패널의 전체면을 이 요철 형상부로 성형하려고 해도, 프레스 성형에 필요한 성형 하중이 매우 높아지기 때문에, 프레스 성형에 의해 이 플로어 패널을 제조하는 것이 사실상 불가능하다. 이로 인해, 이 요철 형상부의 형상을, 예를 들어 프레스 성형시의 성형 하중이 과대해 지지 않게 성형할 수 있도록, 요철 형상부의 성형 범위를 좁게 하는 경우도 생각할 수 있는데, 원하는 강성이나 음 진동 특성을 확보하는 방법은 어느 문헌에도 시사조차 되어 있지 않다.
또, 도 19를 참조하여 상기 서술한 바와 같이, 프런트 플로어 패널(104)은, 플로어 터널(104a), 좌우의 상향 플랜지(104b) 및 좌우의 평면부(104c)를 가질 뿐만 아니라, 전단부(104d)는 대시 로워 패널(103b)의 하단부에 접합되고, 후단부(104e)는 리어 플로어 프런트 패널(106a)의 선단부에 접합되며, 또한 양측부의 좌우의 상향 플랜지(104b)는 좌우의 사이드 실(105)에 접합된다. 이로 인해, 요철 형상부의 성형 방법에 따라서는 강성의 이방성이 프런트 플로어 패널에 발생하여, 강성이 낮아지는 방향에서는 원하는 강성이나 음 진동 특성이 얻어지지 않게 된다.
본 발명은, 특허 문헌 4~9에 의해 개시된 요철 형상부와는 상이한 후술의 형상(도 3~6, 도 10~12에 도시하는 형상)의 요철 형상부를, 특허 문헌 1, 3에 의해 개시된 발명과 같이 프런트 플로어 패널의 평면부의 중앙의 일부 또는 전역에 형성하는 것이 아니라, 플로어 터널의 단이나 사이드 실과의 접합부를 포함하여 환상(루프형상)으로 형성함으로써, 요철 형상부를 성형하는 범위를 가능한 한 좁게 하면서, 프런트 플로어 패널의 강성의 이방성을 실질적으로 해소한다고 하는 기술 사상에 의거한다.
본 발명은, 하기(1)~(15)항에 개시하는 바와 같다.
(1) 자동차 차체의 차폭 방향의 중앙에 이 자동차 차체의 전후 방향을 향해 형성되는 플로어 터널, 차폭 방향의 좌우의 단부에 형성되어 사이드 실과 접합하기 위한 좌우의 상향 플랜지, 및 좌우의 상향 플랜지와 플로어 터널의 좌우의 종벽부 사이에 형성되는 좌우의 평면부를 구비하는 자동차 차체의 금속제의 프런트 플로어 패널로서,
평면부의 외연부를 포함하는 환상 영역에 형성되는 하기 요철 형상부를 가짐과 더불어, 환상 영역을 제외한 잔여 영역에 형성되는 평판형상부를 가지는 것을 특징으로 하는 프런트 플로어 패널；
요철 형상부：간격을 두고 순차적으로 평행하게 배치된 3개의 면인 제1 기준면, 중간 기준면, 및 제2 기준면의 3개의 기준면에 의거하여, 중간 기준면을 기준으로 가상의 정방형인 제1 단위 영역 및 제2 단위 영역을 전면에 깔고 가상의 정방형의 직교하는 2개의 변을 따르는 2방향 중 한쪽을 횡방향, 다른쪽을 종방향으로 하면,
제1 단위 영역은, 횡방향으로 임의의 비율 A：B：A의 3분할로서, 비율 A로 분할된 2개의 영역인 제1 분할 영역과, 비율 B로 분할된 1개의 영역인 제2 분할 영역으로 분할되어 있고,
제2 단위 영역은, 종방향으로 임의의 비율 A：B：A의 3분할로서, 비율 A로 분할된 2개의 영역인 제2 분할 영역과, 비율 B로 분할된 1개의 영역인 제1 분할 영역으로 분할되어 있으며,
중간 기준면을 기준으로, 제1 단위 영역 및 제2 단위 영역이 각각 종방향 및 횡방향에 대해 교호로 배치되고, 인접하는 제1 분할 영역에서 형성되는 대략 I형을 나타내는 제1 기준 영역과, 인접하는 제2 분할 영역에서 형성되는 대략 I형을 나타내는 제2 기준 영역을 가지며,
제1 기준 영역으로부터 제1 기준면을 향해 돌출하는 제1 영역과, 중간 기준면상에 있어서 정해진 제2 기준 영역으로부터 제2 기준면을 향해 돌출하는 제2 영역을 가지는 형상부로서,
제1 영역은, 제1 기준 영역을 제1 기준면상에 등배 또는 축소하여 투영해 얻어지는 제1 꼭대기면과, 제1 꼭대기면의 윤곽과 제1 기준 영역의 윤곽을 잇는 제1 측면을 가지고,
제2 영역은, 제2 기준 영역을 제2 기준면상에 등배 또는 축소하여 투영해 얻어지는 제2 꼭대기면과, 제2 꼭대기면의 윤곽과 제2 기준 영역의 윤곽을 잇는 제2 측면을 가진다.
(2) 요철 형상부는, 외연부에 있어서 대략 I형을 나타내는 영역을 2열 이상 가지는 (1)항에 기재된 프런트 플로어 패널. 이때의 대략 I형의 배치 방법은, 예를 들어 대략 I형이 2열을 가지는 경우, 폭 방향으로 대략 I형을 1개와 1개를 연속적으로 배치함으로써 2열로 해도 되고, 폭 방향으로 대략 I형을 0.5개, 1개, 0.5개를 연속적으로 배치함으로써 합계 2열로 해도 된다.
(3) 환상 영역의 면적은 평면부의 면적의 40% 이상 내지 85%인 (2)항에 기재된 프런트 플로어 패널. 단, 프레스기의 하중 성능이 향상하면, 상한값 85%는 증가한다.
(4) 1개 또는 2개 이상의 요철 형상부가, 환상 영역을 제외한 잔여 평면부의 일부 영역에, 환상으로 형성되는 (1)~(3)항 중 어느 한 항에 기재된 프런트 플로어 패널.
(5) 1개 또는 2개 이상의 요철 형상부가, 환상 영역을 제외한 잔여 평면부의 일부 영역에, 직선형으로 형성되는 (1)~(3)항 중 어느 한 항에 기재된 프런트 플로어 패널.
(6) 직선형으로 형성된 2개 이상의 요철 형상부가 서로 교차하는 (5)항에 기재된 프런트 플로어 패널.
(7) 제1 기준 영역 및 제2 기준 영역은, 제1 분할 영역 및 제2 분할 영역을 각각 늘어 놓은 후, 양자의 면적이 변화하지 않도록 양자의 각부(角部)의 일부를, 원호형으로 변형시킴으로써 구성되는 (1)~(6)항 중 어느 한 항에 기재된 프런트 플로어 패널.
(8) 중간 기준면에 대한 제1 측면의 경사 각도 θ1(о)와 중간 기준면에 대한 제2 측면의 경사 각도 θ2(о)는 각각 10~90о인 (1)~(7)항 중 어느 한 항에 기재된 프런트 플로어 패널.
(9) 순차적으로 배치된 제1 기준면, 중간 기준면 및 제2 기준면의 적어도 일부가 각각 평행한 곡면으로 이루어지는 (1)~(8)항 중 어느 한 항에 기재된 프런트 플로어 패널.
(10) 요철 형상부는, 금속판을 프레스 성형함으로써 형성되는 (1)~(9)항 중 어느 한 항에 기재된 프런트 플로어 패널.
(11) 금속판은, 성형 전의 판두께 t(mm)가 0.65mm 이하의 강판인 (10)항에 기재된 프런트 플로어 패널.
(12) 금속판은, 성형 전의 판두께 t(mm)가 0.5~2.0mm인 알루미늄 합금판인 (10)항에 기재된 프런트 플로어 패널.
(13) 가상의 정방형으로 이루어지는 단위 영역의 한 변의 길이 L(mm)과, 판두께 t(mm)의 비(L/t)는 10~2000인 (9)~(12)항 중 어느 한 항에 기재된 프런트 플로어 패널.
(14) 가상의 정방형으로 이루어지는 단위 영역의 한 변이 길이 L(mm)에 대해, 비율 B로 분할된 영역이 이루는 직사각형 형상의 단변의 길이를 BL(mm)로 했을 때, 0.2L≤BL≤0.6L인 (9)~(13)항 중 어느 한 항에 기재된 프런트 플로어 패널.
(15) 제1 영역의 돌출 높이 H1(mm)과 판두께 t(mm)의 비(H1/t)와, 제1 측면과 중간 기준면이 이루는 가장 큰 경사각 θ1(о)은, 1≤(H1/t)≤-3θ1＋272의 관계를 만족함과 더불어, 제2 영역의 돌출 높이 H2(mm)와 판두께 t(mm)의 비(H2/t)와, 제2 측면과 중간 기준면이 이루는 가장 큰 경사각 θ2(о)는, 1≤(H2/t)≤-3θ2＋272의 관계를 만족하는 (9)~(14)항 중 어느 한 항에 기재된 프런트 플로어 패널.
또한, 특허 문헌 4~9에 개시된 기술에 대해서는, 본 발명에 따른 프런트 플로어 패널에 있어서의 요철 형상부에 의한 강성 향상의 정도는, 특허 문헌 4~9에 개시된 판재 또는 차량 구성 부재용 패널의 강성을 등방적으로 높인 요철 형상부에 의한 강성 향상의 정도보다 현저하게 크다. 따라서, 특허 문헌 4~9에 개시된 판재 또는 차량 구성 부재용 패널의 판두께를 저감시키기 위해서는, 그 판재 또는 차량 구성 부재용 패널의 넓은 범위에 요철 형상부를 형성해야만 한다.
구체적으로 설명하면, 본 발명은, 예를 들어 판두께 0.3mm인 알루미늄 합금판의 강성을 15.4~22.9배로 향상시킬 수 있다.
이에 비해, 특허 문헌 4에 의해 개시된 발명은, 판두께가 0.4mm인 알루미늄 합금판의 강성을 기껏 3배 정도로 높이는데 지나지 않고,
특허 문헌 5에 의해 개시된 발명은, 판두께가 0.3mm인 알루미늄 합금판의 강성을 3.2배 정도나, 판두께가 0.9mm인 알루미늄 합금판의 강성을 8.4배 정도로 높이는데 지나지 않으며,
특허 문헌 6에 의해 개시된 발명은, 판두께가 0.4mm인 알루미늄 합금판의 강성을 1.7~3.9배 정도로 높이는데 지나지 않고,
특허 문헌 7에 의해 개시된 발명은, 판두께가 0.9mm인 알루미늄 합금판의 강성을 7.1배 정도로 높이는데 지나지 않으며,
특허 문헌 8에 의해 개시된 발명은, 판두께가 0.9mm인 알루미늄 합금판의 강성을 9.7배 정도로 높이는데 지나지 않고, 또한,
특허 문헌 9에 의해 개시된 발명은, 판두께가 0.3mm인 알루미늄 합금판의 강성을 3.2배 정도 높이는데 지나지 않는다.
본 발명에 의해, 프레스 성형시의 하중이 과대해지지 않게 확실히 프레스 성형할 수 있고, 강성의 이방성이 작기 때문에 전 방위에 대해 원하는 강성이나 음 진동 특성이 얻어지며, 또한 경량인 금속판으로 이루어지는 프런트 플로어 패널이 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 프런트 플로어 패널에 있어서의 요철 형상부의 형성 범위를 간략화하여 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 2A는 요철 형상부의 형성 범위를 도시하는 설명도이다.
도 2B는 요철 형상부의 형성 범위를 도시하는 설명도이다.
도 2C는 요철 형상부의 형성 범위를 도시하는 설명도이다.
도 2D는 요철 형상부의 형성 범위를 도시하는 설명도이다.
도 3은 예 1의 요철 형상부를 도시하는 부분 평면도이다.
도 4는 도 3의 A-A단면의 부분 확대도이다.
도 5는 실시예의 요철 형상부를 도시하는 사시도이다.
도 6은 실시예의 요철 형상부를 도시하는 설명도이다.
도 7은 실시예의 외팔보에 의한 요철 형상부의 강성 향상율을 나타내는 그래프이다.
도 8은 실시예의 시험 요령을 도시하는 설명도이다.
도 9는 실시예의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 10은 실시예에 있어서의 요철 형상부를 도시하는 설명도이다.
도 11은 실시예에 있어서의 요철 형상부를 도시하는 설명도이다.
도 12는 요철 형상부의 최소 단위를 도시하는 설명도이다.
도 13A는 도 1에 도시하는 프런트 플로어 패널의 평면부의 가장자리(도 1, 13A 중의 해칭부)에 요철 형상부를 형성한 해석 모델 X를 도시하는 설명도이다.
도 13B는 도 1에 도시하는 프런트 플로어 패널의 평면부의 중앙(도 1의 해칭부를 제외한 부분, 도 13B 중의 해칭부)에 요철 형상부를 형성한 해석 모델 Y를 도시하는 설명도이다.
도 13C는 도 1에 도시하는 프런트 플로어 패널의 평면부의 가장자리에 요철 형상부를 C자 형상으로 형성한 해석 모델 Z를 도시하는 설명도이다.
도 14는 해석 모델 X~Z에 대해 요철 형상부를 환상으로 형성하는 것의 유효성을 나타내는 그래프이다.
도 15A는 요철 형상부의 폭과 프런트 플로어 패널의 강성의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 15B는 요철 형상부의 폭과 프런트 플로어 패널의 강성의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 16은 해석 모델 X, X-1, X-3의 비틀림 강성의 해석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 17A는 도 1에 도시하는 프런트 플로어 패널의 평면부의 가장자리 및 중간부(도 17A 중의 해칭부)에 요철 형상부를 형성한 해석 모델 C를 도시하는 설명도이다.
도 17B는 도 1에 도시하는 프런트 플로어 패널의 평면부의 가장자리 및 중앙(도 17B 중의 해칭부)에 요철 형상부를 형성한 해석 모델 D를 도시하는 설명도이다.
도 18은 해석 모델 C, D, X의 비틀림 강성의 해석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 19는 자동차 차체의 플랫폼의 개략의 구조를 간략화하여 도시하는 설명도이다.
이하, 본 발명을 설명한다. 또한, 이후의 설명에서는, 종래도로서 설명한 도 19도 적당히 참조한다. 또, 본 명세서에 있어서, 정방형 등의 형상이라는 표현은, 모두 기하학상의 협의의 개념에 그치지 않고, 일반적으로 상기의 형상이라고 인식할 수 있는 형상을 의미하는 것이며, 각 변이 약간 곡선이 되거나, 성형상에서 필요한 둥글림 등이 각부나 면에 발생하는 이른바 필릿이라고 하는 곡면을 설치하는 것도 당연히 포함된다. 또, 평행이라는 표현은, 기하학상의 협의의 개념에 그치지 않고, 일반적으로 평행한 면이라고 인식할 수 있는 것도 의미한다.
도 1은, 본 발명에 따른 프런트 플로어 패널(110)에 있어서의 요철 형상부(111)의 형성 범위를 일부 간략화하여 도시하는 설명도이다. 도 2A~도 2D는, 요철 형상부(111)의 형성 범위의 다른예를 모식적으로 도시하는 설명도이다. 여기서, 도 1의 프런트 플로어 패널(110)은, 도 19에 도시하는 자동차 본체 하부의 프런트 플로어 패널(104)에 대응한다.
프런트 플로어 패널(110)은, 도 19에 도시하는 종래의 프런트 플로어 패널(104)과 마찬가지로, 플로어 터널(104a)과, 좌우의 상향 플랜지(104b)와, 좌우의 평면부(104c)를 가진다. 즉, 프런트 플로어 패널(110)은, 자동차 차체의 플랫폼(102)의 일부를 이루는 금속제의 패널이다.
플로어 터널(104a)은, 차폭 방향의 중앙에, 예를 들어 트랜스미션의 후단부나 프로펠러 샤프트, 또한 각종 배관을 수용하기 위한 공간을 형성한다.
좌우의 상향 플랜지(104b)는, 차폭 방향의 좌우의 단부에 형성된다. 상향 플랜지(104b)는, 폐단면 구조의 사이드 실(105)의 실 인너 패널(105b)의 종벽면과 접합하기 위한 용접대를 구성한다.
좌우의 평면부(104c)는, 좌우의 상향 플랜지(104b)와 플로어 터널(104a)의 좌우의 종벽부 사이에 형성된다. 평면부(104c)는, 도시하지 않은 시트 크로스 멤버를 통해 프런트 시트 등을 탑재한다.
플랫폼(102)은, 대시 패널(103) 및 상기 서술한 프런트 플로어 패널(104) 각각의 가장자리부들을 겹쳐 접합함과 더불어, 프런트 플로어 패널(104) 및 리어 플로어 패널(106) 각각의 가장자리부들을 겹쳐 접합함으로써 구성된다.
대시 패널(103)은, 대시 어퍼 패널(103a) 및 대시 로워 패널(103b) 각각의 가장자리부들을 겹쳐 접합함으로써 구성된다. 대시 패널(103)은, 엔진 컴파트먼트와 캐빈의 격벽을 이룬다. 또, 리어 플로어 패널(106)은, 리어 플로어 프런트 패널(106a) 및 리어 플로어 리어 패널(106b) 각각의 가장자리부들을 겹쳐 접합함으로써 구성된다.
프런트 플로어 패널(110)은, 좌우의 평면부(104c) 각각의 합계 8개의 외연부(104f)를 포함하는 환상 영역(도 1에 있어서의 해칭에 의해 도시되는 영역)에, 환상으로 요철 형상부(111)가 형성된다.
요철 형상부(111)는, 도 1, 2A에 도시하는 바와 같이 환상으로 형성되는 것은 물론, 도 2B에 도시하는 바와 같이 평판형상부의 일부 영역에, 1개 또는 2개 이상의 요철 형상부(111-1)가 환상으로 형성되어 있어도 된다. 또, 도 2C에 도시하는 바와 같이 평판형상부의 일부 영역에, 1개 또는 2개 이상의 요철 형상부(111-2)가 직선형으로 형성되어 있어도 되고, 이 경우에, 도 2D에 도시하는 바와 같이 직선형으로 형성된 요철 형상부(111-3 및 111-4)가 서로 교차하여 형성되어 있어도 된다. 본 발명에서는, 이와 같이 프런트 플로어 패널의 일부에도 요철 형상을 부여함으로써, 다른 평탄한 부분을 남기기 때문에, 크로스 멤버 등, 부재의 장착시 등에 유효해진다.
본 발명은, 이하에 설명하는 요철 형상에 의해 강성을 높인 프런트 플로어 패널인데, 상기 서술한 바와 같이 본 발명의 요철 형상은 복잡한 형상이기 때문에, 금속의 종류, 평판의 강성이나 판두께에 의해서는, 전체면에 요철 형상을 형성하는 것은 어려우므로, 프런트 플로어 패널의 일부, 예를 들어 도 1에 도시하는 예에서는, 환상으로 요철 형상부를 형성함으로써 전체적으로 강성을 높이고 있다. 구체적으로는, 도 1에 도시하는 예로 말하면 프런트 플로어 패널의 주위의 일정한 면적의 환상부만 본 발명의 요철 형상이 형성된 형틀을 이용하고, 통상의 평판을 프레스 가공함으로써 본 발명의 프런트 플로어 패널을 제조할 수 있다. 이때, 평판을 가열하고 나서 프레스 가공을 행하는 온간 성형이나 핫 스탬프 공법이어도 된다. 프레스 가공으로서는, 한 쌍의 금형을 이용하는 프레스 성형에 의해 성형할 수 있는데, 그 구체적 제조 방법이나 형틀의 작성 등은 본 기술 분야에서 알려진 어느 방법도 이용할 수 있다. 또한, 요철 형상은, 예를 들어 표면에 원하는 요철 형상이 각설된 한 쌍의 성형롤을 이용하는 롤 성형이라고 하는, 프레스 성형 이외의 다른 소성 가공 방법에 의해 성형할 수도 있다.
(본 발명의 요철 형상)
본 발명의 요철 형상은, 도 3 내지 6을 참조하여 후술하는 바와 같이, 제1 기준 영역 및 제2 기준 영역을 조합하여 형성된다. 제1 기준 영역 및 제2 기준 영역은, 모두, 대략 I형을 나타내는 것이다. 그 형태는, 후술하는 실시예에 개시하는 바와 같이 다양한 형태를 취할 수 있다. 예를 들어 후술하는 요철 형상부의 예 1과 같이 I형의 종봉 부분 및 횡봉 부분이 동일한 폭인 윤곽 형상이여도 되고, 요철 형상부의 예 2와 같이, I형의 종봉 부분의 폭이 횡봉 부분의 폭보다 두꺼운 윤곽 형상이여도 된다. 또, 요철 형상부의 예 3과 같이, 필릿이 대략 I형 윤곽에 있어서의 각부에 설치되어도 된다.
본 발명의 요철 형상부는 제1 단위 영역 및 제2 단위 영역의 2종류의 단위 영역을 전면에 깔고 형성되어 있고, 단위 영역을 이루는 가상의 정방형을 횡방향으로 3분할한 상태란, 정방형을 이루는 횡방향의 1변을 3분할하는 2개의 점으로부터 그은, 종방향의 1변과 평행한 2개의 직선에 의해 정방형을 분할하고, 횡방향에 3개의 영역이 나열되어 형성된 상태를 나타낸다.
단위 영역을 이루는 가상의 정방형을 종방향으로 3분할한 상태란, 정방형을 이루는 종방향의 1변을 3분할하는 2개의 점으로부터 그은, 횡방향의 1변과 평행한 2개의 직선에 의해 정방형을 분할하고, 종방향에 3개의 영역이 나열되어 형성된 상태를 나타낸다.
각각 제1 기준면 및 제2 기준면상의 면에 의해 구성되는 제1 꼭대기면 및 제2 꼭대기면은, 제1 기준면 및 제2 기준면으로부터 중간 기준면과는 반대의 방향으로 돌출한 부위에 의해 구성할 수 있다. 돌출한 부위의 형상은, 돔 형상, 능선 형상, 송곳 형상 등이 예시되는데, 이들에 한정하는 것은 아니다. 또한 이들에 더해, 돌출한 부위로부터, 돌출한 방향과는 역 방향(중간 기준면의 방향)으로 돌출시켜도 된다.
요철 형상부(111)를 가지는 프런트 플로어 패널(110)에 있어서의 제1 기준 영역 및 제2 기준 영역은, 제1 분할 영역 및 제2 분할 영역을 각각 겹친 후에, 양자의 면적이 변화하지 않도록, 양자의 각부의 일부를 원호형으로 변형시켜 구성해도 된다.
여기서 각부는, 제1 기준 영역의 윤곽선에 있어서 볼록각이 되는 각부와, 제2 기준 영역의 윤곽선에 있어서 볼록각이 되는 각부를 의미한다. 요철 형상부(111)를 가지는 프런트 플로어 패널(110)의 요철의 각부를 매끄러운 형상으로 할 수 있으므로, 요철 형상부(111)의 성형이 용이해짐과 더불어, 용도의 확대나 디자인성의 향상이 도모된다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 요철 형상부(111)를 가지는 프런트 플로어 패널(110)에 있어서, 중간 기준면에 대한 제1 측면의 경사 각도 θ1(о)와, 중간 기준면에 대한 제2 측면의 경사 각도 θ2(о)는 10~90о의 범위에 있는 것이, 성형성을 확보하면서, 뛰어난 강성 향상율을 가지는 요철 형상을 얻을 수 있기 위해서는 바람직하다.
한편, 제1 측면의 경사 각도 θ1(о) 또는 제2 측면의 경사 각도 θ2(о)가 10о 미만이면, 제1 영역, 제2 영역 각각의 돌출 높이를 크게 하는 것이 어려워지고, 강성 향상율이 저하한다. 또, 제1 측면의 경사 각도 θ1(о) 또는 제2 측면의 경사 각도 θ2(о)가 90о를 넘으면, 요철 형상의 형성이 어려워진다.
또한, 금속판을 프레스 성형하는 경우에 있어서 제1 측면의 경사 각도 θ1(о) 및 제2 측면의 경사 각도 θ2(о)의 상한값은, 성형성의 관점으로부터, 70о 이하인 것이 보다 바람직하다. 따라서, 제1 측면의 경사 각도 θ1(о) 및 제2 측면의 경사 각도 θ2(о)는, 10~70о인 것이 보다 바람직하다.
제1 측면 및 제2 측면은, 복수의 면에 의해 구성된다. 그들 면이 모두 같은 경사 각도일 필요는 없고, 부위에 따라 경사 각도를 상이하게 해도 된다. 단, 어느 경사 각도도, 상기 서술한 바람직한 범위 내인 것이 바람직하다.
요철 형상부(111)를 가지는 프런트 플로어 패널(110)에 있어서의, 순차적으로 배치된 제1 기준면, 중간 기준면 및 제2 기준면의 적어도 일부 또는 전부가, 평행한 곡면으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이에 의해, 높은 강성을 가지는 뛰어난 요철 형상부(111)를 가지는 프런트 플로어 패널(110)이 다양한 형상으로 변형 가능하고, 프런트 플로어 패널(110)의 용도가 확대된다.
프런트 플로어 패널(110)은, 금속판을 프레스 성형함으로써 요철 형상부(111)를 형성한 것인 것이 바람직하다. 이때, 일반적인 냉간 프레스 성형에 더해, 금속판의 온도를 상승시키고 나서 프레스 성형을 행하는 온간 성형이나 핫 스탬프 공법이어도 된다.
엠보스 성형 등의 프레스 성형이나 롤 성형이라고 하는 소성 가공을 금속판에 실시함으로써, 요철 형상부(111)가 용이하게 형성된다. 온간 성형이나 핫 스탬프 공법과 같이, 금속판의 온도를 상승시키고 나서 프레스 성형을 행하는 경우에서도, 용이하게 형성할 수 있다. 이로 인해, 프런트 플로어 패널(110)이 금속판으로 이루어지는 경우에는, 요철 형상부(111)가 비교적 용이하게 형성된다. 알루미늄 합금판, 강판 또한 구리 합금판이라고 하는 소성 가공 가능한 각종 금속판이, 금속판으로서 예시된다.
프런트 플로어 패널(110)의 제조에서는, 상기 소성 가공 외에, 주조나 절삭 등을 채용하는 것도 가능하다.
프런트 플로어 패널(110)은, 요철 형상부(111)를 가지는 한, 금속 이외의 재료에 의해 구성되어도 된다. 프런트 플로어 패널(110)은, 예를 들어 수지제 판에 의해서도 구성 가능하다. 수지제의 프런트 플로어 패널(110)의 요철 형상부(111)는, 사출 성형 혹은 핫 프레스 등에 의해 형성 가능하다. 수지제의 프런트 플로어 패널(110)은, 금속 재료제의 프런트 플로어 패널(110)보다, 성형상의 제약이 적기 때문에, 설계의 자유도가 보다 넓어진다.
요철 형상부(111)를 가지는 프런트 플로어 패널(110)의 소재인 금속판의 성형 전의 판두께 t(mm)는, 강판인 경우에는 0.65mm 이하인 것이 바람직하고, 알루미늄 합금판인 경우에는 0.5~2.0mm인 것이 바람직하다. 금속판이 알루미늄 합금판인 경우, 금속판의 판두께가 0.5mm 미만이면 프런트 플로어 패널로서 요구되는 강성이 부족할 우려가 있으며, 금속판의 판두께가 2.0mm 초과이면 요철 형상부(111)의 성형이 어려워진다.
요철 형상부(111)를 가지는 프런트 플로어 패널(110)에 있어서의, 제1 단위 영역 및 제2 단위 영역이라고 하는 단위 영역의 한 변의 길이 L(mm)과, 금속판의 판두께 t(mm)의 비(L/t)는, 10~2000인 것이 바람직하다. 비(L/t)가 10 미만이면 요철 형상부(111)의 성형이 어려워질 우려가 있고, 비(L/t)가 2000을 넘으면, 충분한 요철 형상부(111)를 성형할 수 없게 되어, 프런트 플로어 패널로서 요구되는 강성이 부족할 우려가 있다.
프런트 플로어 패널(110)에 있어서의, 정방형의 한 변이 길이 L(mm)에 대해, 비율 B로 분할된 영역이 이루는 직사각형 형상의 단변의 길이를 BL(mm)로 했을 때, 0.2L≤BL≤0.6L의 관계를 만족하는 것이 바람직하다. 0.2L≤BL≤0.6L의 관계가 만족되지 않으면, 요철 형상부(111)의 성형이 어려워질 우려가 있다.
요철 형상부(111)를 가지는 프런트 플로어 패널(110)에 있어서의, 제1 영역의 돌출 높이 H1(mm)과 판두께 t(mm)의 비(H1/t)와, 제1 측면과 중간 기준면이 이루는 가장 큰 경사각 θ1(о)은, 1≤(H1/t)≤-3θ1＋272의 관계를 만족함과 더불어, 제2 영역의 돌출 높이 H2(mm)와 판두께 t(mm)의 비(H2/t)와, 제2 측면과 중간 기준면이 이루는 가장 큰 경사각 θ2(о)은, 1≤(H2/t)≤-3θ2＋272의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
상기 비(H1/t)가 1 미만이면, 제1 영역을 형성하는 것에 의한 강성 향상 효과가 충분히 얻어지지 않을 우려가 있고, 상기 비(H1/t)가 -3θ1＋272를 넘으면 요철 형상부(111)의 성형이 어려워질 우려가 있다. 마찬가지로, 상기 비(H2/t)가 1 미만이면, 제2 영역을 형성하는 것에 의한 강성 향상 효과가 충분히 얻어지지 않을 우려가 있고, 상기 비(H2/t)가 -3θ2＋272를 넘으면 요철 형상부(111)의 성형이 어려워질 우려가 있다.
다음에, 요철 형상부의 예 1~3을 설명한다.
(요철 형상부의 예 1)
본 발명의 실시예에 따른 요철 형상부(20)를 가지는 프런트 플로어 패널(110)을, 도 3~6을 참조하면서 설명한다. 여기서, 도 3, 4 및 6에 도시하는 요철 형상부(20)는, 도 1 및 2에 도시하는 요철 형상부(111, 111-1, 111-2, 111-3 및 111-4)의 일부를 확대하여 그 상세 구조를 이해할 수 있도록 한 도이다. 따라서, 각 단위 영역의 수나 크기는 각 도에 도시한 것에 제한되지 않는다.
도 3은, 예 1의 요철 형상부(20)를 도시하는 부분 평면도이다. 도 3에서는, 중간 기준면에 있어서의 제1 영역(21)과 제2 영역(22)의 윤곽으로서, 외형선으로서는 나타내지 않은 부분은 파선에 의해 표시된다. 후술하는 도 5에 있어서도 마찬가지이다.
도 4는 도 3의 A-A단면의 부분 확대도이며, 도 5는, 예 1의 요철 형상부(20)를 도시하는 사시도이다.
도 6은, 예 1의 요철 형상부를 도시하는 설명도이다. 도 6은, 프런트 플로어 패널(110)의 요철 형상부(20)의 형상을, 중간 기준면(K3)을 기준으로서 제1 기준 영역(213) 및 제2 기준 영역(223)의 배치에 의해 나타낸다. 후술하는 도 10, 11에 있어서도 마찬가지이다.
도 3~6에 도시하는 요철 형상부(20)를 가지는 프런트 플로어 패널(110)은, 요철 형상부(20)를 가짐으로써 강성이 높아진다.
요철 형상부(20)는, 이하에 열기와 같이 구성된다.
요철 형상부(20)는, 제1 기준면(K1), 중간 기준면(K3) 및 제2 기준면(K2)이라고 하는 3개의 기준면을 기준으로서 규정된다. 제1 기준면(K1), 중간 기준면(K3) 및 제2 기준면(K2)은, 도 4에 도시하는 바와 같이, 판두께 방향(도 4에 있어서의 상하 방향)에 대해 간격을 두고 순차적으로 평행하게 배치된다.
중간 기준면(K3)은, 도 6에 도시하는 바와 같이, 가상의 정방형인 제1 단위 영역(231)과 제2 단위 영역(232)을 전면에 배치한 것으로서 규정된다. 이 가상의 정방형의 변을 따르는 2방향 중 한쪽이 횡방향(X방향)으로 규정되고, 다른쪽이 종방향(Y방향)으로 규정된다.
제1 단위 영역(231)은, 횡방향(X방향)에 대해 비율 A：B：A=1：1：1로 3분할된다. 비율 A로 분할된 2개의 영역은 제1 분할 영역(214)으로서 규정되고, 비율 B로 분할된 1개의 영역은 제2 분할 영역(224)으로서 규정된다.
제2 단위 영역(232)은, 종방향(Y방향)에 대해 비율 A：B：A=1：1：1로 3분할된다. 비율 A로 분할된 2개의 영역은 제2 분할 영역(224)으로서 규정되고, 비율 B로 분할된 1개의 영역은 제1 분할 영역(214)으로서 규정된다.
중간 기준면(K3)에 있어서, 제1 단위 영역(231)과 제2 단위 영역(232)이 종방향 및 횡방향에 대해 교호로 배치된다. 인접하는 제1 분할 영역(214)에 의해 형성되는 대략 I형을 나타내는 영역이 제1 기준 영역(213)으로서 규정되고, 인접하는 제2 분할 영역(224)에 의해 형성되는 대략 I형을 나타내는 영역이 제2 기준 영역(223)으로서 규정된다.
요철 형상부(20)는, 도 3~5에 도시하는 바와 같이, 제1 영역(21)과 제2 영역(22)을 구비한다. 제1 영역(21)은, 중간 기준면(K3)상에 있어서 정해진 제1 기준 영역(213)으로부터 제1 기준면(K1)을 향해 돌출되어 형성된다. 제2 영역(22)은, 중간 기준면(K3)상에 있어서 정해진 제2 기준 영역(223)으로부터 제2 기준면(K2)을 향해 돌출되어 형성된다.
제1 영역(21)은, 제1 꼭대기면(211)과 제1 측면(212)에 의해 구성된다. 제1 꼭대기면(211)은, 제1 기준 영역(213)을 제1 기준면(K1)상에 등배 또는 축소하여 투영함으로써 형성된다. 제1 측면(212)은, 제1 꼭대기면(211)의 윤곽과 제1 기준 영역(213)의 윤곽을 이음으로써 형성된다.
제2 영역(22)은, 제2 꼭대기면(221)과 제2 측면(222)에 의해 구성된다. 제2 꼭대기면(221)은, 제2 기준 영역(223)을 제2 기준면(K2)상에 등배 또는 축소하여 투영함으로써 형성된다. 제2 측면(222)은, 제2 꼭대기면(221)의 윤곽과 제2 기준 영역(223)의 윤곽을 이음으로써 형성된다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 예 1에 있어서의 제1 기준면(K1), 중간 기준면(K3) 및 제2 기준면(K2)의 3개의 기준면은, 각각 평행한 평면이다. 또, 제1 꼭대기면(211)은, 그 판두께 중심이 제1 기준면(K1)과 일치하는 위치에 배치되고, 제2 꼭대기면(221)은, 그 판두께 중심이 제2 기준면(K2)과 일치하는 위치에 배치된다. 그리고, 제1 기준면(K1)과 중간 기준면(K3)이 이루는 거리를 돌출 높이 H1(mm)로 하고, 제2 기준면(K2)과 중간 기준면(K3)이 이루는 거리를 돌출 높이 H2(mm)로 한다.
또, 예 1에서는, 제1 영역(21)과 제2 영역(22)은 형상 및 치수가 같고, 돌출 방향만이 상이하다. 제1 영역(21)의 돌출 높이 H1(mm)과 제2 영역(22)의 돌출 높이 H2(mm)는, 모두 1.5mm이다.
또, 예 1의 요철 형상부(20)를 가지는 프런트 플로어 패널(110)의 소재는, 판두께 t=0.30mm인 알루미늄 합금제의 평판이다.
요철 형상부(20)는, 한 쌍의 금형을 이용하는 프레스 성형에 의해 성형된다. 또한, 요철 형상부(20)는, 예를 들어 표면에 원하는 요철 형상이 각설된 한 쌍의 성형롤을 이용하는 롤 성형이라고 하는, 프레스 성형 이외의 다른 소성 가공 방법에 의해 성형해도 된다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 중간 기준면(K3)에 대한 제1 측면(212)의 경사 각도 θ1(о) 및 중간 기준면(K3)에 대한 제2 측면(222)의 경사 각도 θ2(о)는, 모두 30о이다. 제1 측면(212)과 제2 측면(222)은, 꺽임부를 가지는 일 없이, 일평면에 의해 연속적으로 형성된다.
도 6에 도시하는, 예 1에 있어서의 중간 기준면(K3)을 기준으로 하는 제1 단위 영역(231) 및 제2 단위 영역(232)의 한 변의 길이 L은 24mm이다.
제1 단위 영역(231) 및 제2 단위 영역(232)의 한 변의 길이 L(mm)과, 알루미늄 합금판의 판두께 t(mm)의 비(L/t)는 80이며, 10~2000의 범위 내에 있다.
제1 단위 영역(231) 및 제2 단위 영역(232)의 한 변이 길이 L(mm)에 대해, 비율 B로 분할된 영역이 이루는 직사각형 형상의 단변의 길이 BL은 8mm이며, 4.8≤BL≤14.4의 범위 내에 있다.
제1 영역(21)의 돌출 높이 H1(mm)과 판두께 t(mm)의 비(H1/t)는 5이다. 또, 제1 측면(212)과 중간 기준면(K3)이 이루는 경사각 θ1=30о이며, -3θ1＋272=182이다. 따라서, 1≤(H1/t)≤-3θ1＋272의 관계가 성립된다.
마찬가지로, 제2 영역(22)의 돌출 높이 H2(mm)와 판두께 t(mm)의 비(H2/t)는 5이다. 또, 제2 측면(222)과 중간 기준면(K3)이 이루는 경사각 θ2=30о이며, -3θ2＋272=182이다. 따라서, 1≤(H2/t)≤-3θ2＋272의 관계가 성립된다.
예 1의 프런트 플로어 패널(110)은, 상기와 같이 특수한 형상의 요철 형상부(20)를 가진다. 즉, 요철 형상부(20)는, 중간 기준면(K3)을 기준으로 정해진 제1 기준 영역(213)으로부터 제1 기준면(K1)을 향해 돌출하는 제1 영역(21)과, 중간 기준면(K3)상에 있어서 정해진 제2 기준 영역(223)으로부터 제2 기준면(K2)을 향해 돌출하는 제2 영역(22)을 가진다. 그리고, 제1 영역(21)은, 제1 꼭대기면(211)과, 제1 꼭대기면(211)의 윤곽과 제1 기준 영역(213)의 윤곽을 이어 형성되는 제1 측면(212)으로 이루어진다. 또, 제2 영역(22)은, 제2 꼭대기면(221)과, 제2 꼭대기면(221)의 윤곽과 제2 기준 영역(223)의 윤곽을 이어 형성되는 제2 측면(222)으로 이루어진다.
제1 영역(21)과 제2 영역(22)은, 프런트 플로어 패널(110)의 두께 방향으로 멀어진 위치에 배치되는 제1 꼭대기면(211) 및 제2 꼭대기면(221)과, 프런트 플로어 패널(110)의 두께 방향으로 교차하여 배치되는 제1 측면(212) 및 제2 측면(222)으로 이루어진다. 이와 같이, 요철 형상부(20)는, 꼭대기면 등, 프런트 플로어 패널(110)의 판두께 방향의 중립면으로부터 멀어진 위치에 판재의 대부분이 배치되게 된다. 그로 인해, 이들 중립면으로부터 멀어진 부분을 많이 가짐으로써 재료가 강도 부재로서 효과적으로 사용되기 때문에, 강성과 에너지 흡수 특성을 모두 큰 폭으로 향상시킬 수 있다.
또, 제1 기준 영역(213)의 면적과, 제2 기준 영역(223)의 면적은 동일하다. 또, 중간 기준면(K3)에 대한 제1 측면(212) 및 제2 측면(222)이 이루는 경사 각도 θ1, θ2를 동일하게 하고, 제1 영역(21) 및 제2 영역(22)의 돌출 높이 H1, H2도 동일하게 하고 있다. 이로 인해, 프런트 플로어 패널(110)의 표리에 돌출하는 제1 영역(21)과 제2 영역(22)의 형상도 동일하게 된다. 따라서, 보다 효과적으로 강성을 향상시킬 수 있다.
또, 강성의 향상에 수반하는 제진성 향상 효과와, 요철 형상에 의한 음의 반향 억제 효과가 얻어진다.
예 1의 프런트 플로어 패널(110)의 강성 향상 효과를 정량적으로 판단하기 위해, FEM 해석에 따른 외팔보에 의한 휨 강성 평가와, 3점 휨 시험에 의한 휨 강성 평가를 행했다.
［FEM 해석］
예 1의 프런트 플로어 패널(110)의 강성 향상 효과 및 에너지 흡수 특성을 정량적으로 판단하기 위해, FEM 해석을 행하여 외팔보에 의한 휨 강성을 평가했다.
외팔보에 의한 휨 강성 평가의 FEM 해석은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 일단(Z1, Z3)을 고정단으로 함과 더불어 타단(Z2, Z4)을 자유단으로 하고, 자유단인 타단(Z2, Z4)의 중앙부에 1N의 하중을 부하했을 때에 있어서의 시험편인 프런트 플로어 패널(110)의 굴곡량을 구했다.
시험편의 형상은, 120mm×120mm의 직사각형 형상으로 하고, 예 1에 도시하는 요철 형상부(20)의 형상을 편의적으로 전체면에 형성했다. 요철 형상은, 시험편의 한 변과 상기 단위 영역에 있어서의 가상의 정방형의 한 변이 이루는 각도를, 0, 15, 30, 45, 60, 75, 90о의 각 방향으로 변화시켜 성형했다. 또, 판 성형 후의 판두께 t는, 표면적의 증가 비율로부터, 0.274mm로 했다. 또한, 도 3에 도시하는 고정단(Z1) 및 자유단(Z2)은 0도 방향에 있어서의 고정단 및 자유단을 나타내고, 고정단(Z3) 및 자유단(Z4)은 90о 방향에 있어서의 고정단 및 자유단을 나타낸다.
평가는, 요철 형상부(20)를 형성하고 있지 않은 평판형상의 원판에 대해, 마찬가지로 FEM 해석을 행하여, 얻어진 굴곡량을 비교함으로써 행했다.
도 7은, 예 1의 외팔보에 의한 요철 형상부의 강성 향상율을 나타내는 그래프이며, FEM 해석의 결과를, 상기 각도를 횡축으로 함과 더불어 휨 강성의 향상율을 종축으로서 나타낸다.
도 7의 그래프에 나타내는 바와 같이, 0о 방향 및 90о 방향에 있어서의 강성의 향상율(P1, P2)이 22.9로 가장 높고, 45о 방향에 있어서의 강성의 향상율(P3)이 15.4배로 가장 낮아지는 것, 및 예 1의 요철 형상부(20)의 형상은, 그 형성 방향의 어느 방향에 있어서도 매우 높은 강성의 향상율을 가지는 것이 모두 분명해졌다.
［3점 휨 시험］
도 8은, 예 1의 3점 휨 시험의 시험 요령을 도시하는 설명도이다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 3점 휨 시험은, 옆으로 눕힌 2개의 원통형 지지재를 지점간 거리 S=120mm가 되도록 평행하게 배치하여 구성한 2개의 지점(W) 위에 본 발명의 요철 형상을 가지는 시험편(31)을 배치하고, 선단 단면이 반원형을 이루는 평판형상의 가압 지그(J)에 의해 시험편(31)의 길이 방향의 중앙 위치에 하중을 부하하여, 시험편(31)의 변위량을 계측했다. 평가는, 요철 형상을 형성하고 있지 않은 평판형상의 원판에 대해, 마찬가지로 3점 휨 시험을 행하여, 하중-변위선도를 비교함으로써 행했다.
시험편(31)은, 성형 전의 형상이 100mm×150mm, 판두께 t=0.3mm의 A1050-O재이며, 예 1에 도시하는 요철 형상부(20)가 편의적으로 전체면에 형성되어 있다. 이 시험편(31)에 있어서의 요철 형상의 형성 방향은, 상기 외팔보에 있어서의 FEM 해석의 0о 방향 및 45о 방향인 경우와 같다.
도 9는, 예 1의 3점 휨 시험의 결과를 나타내는 그래프이며, 3점 휨 시험의 결과로부터 얻어진 하중을 종축으로 함과 더불어 변위를 횡축으로 한 하중-변위선도이다.
동 도에 있어서, 실선 X는 45о 방향에 요철 형상을 설치한 경우의 계측 결과이고, 실선 Y는 0о 방향에 요철 형상을 설치한 경우의 계측 결과이며, 실선 Z는 평판형상의 원판의 계측 결과이다.
도 9의 그래프에 의해 나타나는 바와 같이, 실선 X는, 실선 Z에 비해 상승시 기울기각이 12.1배가 된다. 따라서, 45о 방향으로 요철 형상을 설치한 경우의 휨 강성은, 평판형상의 원판에 비해, 12.1배로 향상하는 것이 분명해졌다. 또 실선 Y는, 실선 Z에 비해 상승시 기울기각이 15.4배가 된다. 따라서, 0о 방향으로 요철 형상을 설치한 경우의 휨 강성은, 평판형상의 원판에 비해 15.4배로 향상하는 것이 분명해졌다.
또, 하중과 변위의 곱이 시험편(31)을 변형시키는 에너지량(작업량)이다. 이로 인해, 도 9의 하중-변위선도에 도시하는 바와 같이, 실선 X 및 실선 Y는, 실선 Z에 비해, 변형에 필요로 하는 에너지량이 높은 것을 알 수 있다. 따라서, 예 1의 요철 형상은, 평판형상의 원판에 대해 에너지 흡수량이 큰 폭으로 향상하는 것이 분명해졌다.
(요철 형상부의 예 2)
도 10은, 예 2에 있어서의 요철 형상부를 도시하는 설명도이며, 중간 기준면(K3)을 기준으로 하여 요철 형상을 표현한 도이다.
도 10에 도시하는 바와 같이, 예 2는, 예 1의 요철 형상부(20)를 가지는 프런트 플로어 패널(110)의 변형예이다.
도 10에 도시하는 중간 기준면(K3)을 기준으로 하여 표현되는 요철 형상부(20)를 가지는 프런트 플로어 패널(110)은, 제1 단위 영역(231) 및 제2 단위 영역(232)에 있어서의 분할의 비율을 변화시킨 예이다.
제1 단위 영역(231)은, 횡방향으로 비율 A：B：A=1：2：1로 3분할된다. 비율 A로 분할된 영역은 제1 분할 영역(214)으로서 규정되고, 비율 B로 분할된 영역은 제2 분할 영역(224)으로서 규정된다.
제2 단위 영역(232)은, 종방향으로 비율 A：B：A=1：2：1로 3분할된다. 비율 A로 분할된 영역은 제2 분할 영역(224)으로서 규정되고, 비율 B로 분할된 영역은 제1 분할 영역(214)으로서 규정된다.
또한, 예 2의 요철 형상부(20)를 가지는 프런트 플로어 패널(110)은, 도 10에 도시하는 중간 기준면(K3)에 의거하여 정해진 제1 기준 영역(213) 및 제2 기준 영역(223)으로부터, 제1 기준면(K1) 및 제2 기준면(K2)으로, 각각 돌출한 제1 영역(21) 및 제2 영역(22)을 가진다. 다른 구성은, 예 1과 같다.
예 2는, 예 1과 같은 작용 효과를 발휘한다.
(요철 형상부의 예 3)
도 11은, 예 3에 있어서의 요철 형상부(20)를 도시하는 설명도이다.
도 11에 도시하는 바와 같이, 예 3은, 예 2의 요철 형상부(20)를 가지는 프런트 플로어 패널(110)에 있어서, 중간 기준면(K3)을 기준으로 제1 기준 영역(213) 및 제2 기준 영역(223)을 정한 후, 양자의 면적이 변화하지 않도록 양자의 각부의 일부를, 원호형으로 변형시킨 것이다.
구체적으로는, 도 11에 도시하는 바와 같이, 제1 기준 영역(213)의 윤곽선이 이루는 4개소의 볼록각부(a1)와, 제2 기준 영역(223)이 이루는 4개소의 볼록각부(a2)를, 모두 원호형으로 변형시키고 있다.
예 3에서는, 도 11에 도시하는 제1 기준 영역(213) 및 제2 기준 영역(223)으로부터, 제1 기준면(K1) 및 제2 기준면(K2)에 대해 돌출하는 요철 형상이 형성된다. 그 외의 구성은, 예 1과 같다.
예 3은, 요철 형상부(20)를 가지는 프런트 플로어 패널(110)의 요철의 각부의 형상을 매끄럽게 하기 때문에, 성형이 용이해짐과 더불어, 용도의 확대나 디자인성의 향상을 도모할 수 있다.
예 3은, 그 외에 대해서는 예 1과 같은 작용 효과를 가진다.
도 12는, 본 발명의 요철 형상으로서 효과를 보이는 최소의 요철 형상부(20)를 설명하는 도이다. 즉, 본 발명의 요철 형상은, 복수의 단위 영역을 나열함으로써 강성을 높이는데, 최소한 어느 정도 나열하면 본 발명의 효과가 얻어지는지를 도 12를 참조하여 설명한다.
도 12에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 요철 형상부(111)는 대략 I형을 나타내는 영역을 2열 이상 가질 필요가 있다. 즉, 도 1에 도시하는 환상의 요철 형상부(111)는, 적어도 대략 I형을 나타내는 영역을 2열 이상 가지면, 최소한 필요한 강성을 얻을 수 있다. 바람직하게는, 환상의 요철 형상부(111)의 영역의 면적은 평면부(104c)의 면적의 40% 이상이 되도록 형성된다. 이때의 대략 I형의 배치 방법은, 예를 들어 대략 I형을 2열 가지는 경우, 폭 방향으로 대략 I형을 1개와 1개를 연속적으로 배치하여 2열로 해도 되고, 폭 방향으로 대략 I형을 0.5개, 1개, 0.5개를 연속적으로 배치함으로써 합계 2열로 해도 된다.
종래의 강제의 프런트 플로어 패널의 판두께는 0.65mm 정도이다. 본 발명에 따른 프런트 플로어 패널(110)은, 평면부(104c)에 환상의 요철 형상부(111)를 가지기 때문에 높은 강성을 가지므로, 판두께를 0.55mm 정도로 얇게 해도, 추가의 강성 부재를 이용할 필요가 없고, 종래의 프런트 플로어 패널과 동등의 강성을 가진다.
프런트 플로어 패널(110)에서는, 프레스 공정의 성형 하사점에서 요철 형상부(111)를 성형하는데, 요철 형상부(111)를 평면부(104c)의 전부가 아니라 일부에 형성하므로, 프레스 성형시에 필요한 성형 하중이 매우 높아지는 것을 방지하고, 프레스 공정의 성형 하사점에서 요철 형상부(111)를 성형할 수 있으므로, 요철 형상부(111)를 가지는 프런트 플로어 패널(110)을 효율적으로 생산할 수 있다.
또한, 프런트 플로어 패널(110)은, 요철 형상부(111)를 평면부(104c)의 외연부(104f)를 포함하는 환상 영역에 형성하므로, 요철 형상부(111)가 형성된 프런트 플로어 패널(110)에 강성의 이방성이 없기 때문에, 원하는 강성이나 음 진동 특성을 확실히 얻을 수 있다.
실시예 1
본 발명을, 실시예를 참조하면서, 구체적으로 설명한다. 본 실시예에서는, 본 발명을 강판에 적용하는데, 이에 한정하지 않고 상기 서술한 알루미늄을 비롯한 본 기술 분야에서 알려진 어느 한 재료에 적용할 수도 있다. 따라서, 예를 들어 본 발명을 알루미늄 합금판에 적용한 경우에도 본 발명의 효과는 보이는데, 강판에 적용한 경우와 같다. 이로 인해, 알루미늄 합금판에 적용한 경우의 설명을 생략한다.
도 13A는, 도 1에 도시하는 프런트 플로어 패널(110)의 평면부(104c)의 가장자리(도 1, 13A 중의 해칭부)에 요철 형상부(111)를 형성한 해석 모델 X를 도시하는 설명도이고, 도 13B는, 평면부(104c)의 중앙(도 1의 해칭부를 제외한 부분, 도 13B 중의 해칭부)에 요철 형상부(111)를 형성한 해석 모델 Y를 도시하는 설명도이며, 도 13C는, 평면부(104c)의 가장자리에 요철 형상부(111)를 C자 형상으로 형성한 해석 모델 Z를 도시하는 설명도이다.
도 13A~도 13C에 도시하는 해석 모델 X~Z가, 이하에 열기의 조건으로, 해석되었다.
해석 모델 X~Z의 판두께：0.55mm
해석 모델 X~Z에 형성한 요철 형상부(111)의 면적：모두 평면부(104c)의 43%
해석 모델 X~Z에 형성한 요철 형상부(111)의 형상：도 3에 도시하는 요철 형상부(20)
해석 모델 X~Z의 요철 형상부(111)：A：B：A=1：1：1, θ1=θ2=30о, H1=H2=1.1mm, 단위 영역의 한 변이 길이 L=16.1mm(도 4, 12로부터 구할 수 있다)
해석 모델 X, Z에서는, 형성한 요철 형상부(111)의 폭은, W1=36mm(대략 I형이 2열), W4=72mm(대략 I형이 4열)로 했다. 또, 해석 모델 Y는, 평면부(104c)의 중앙에 W2=146mm, W3=340mm인 범위로 형성했다.
해석 방법 및 평가항목：정적음해법(靜的陰解法)(FEM)에 의한, 도 1 중의 동그라미 숫자 1의 방향으로의 비틀림 강성, 및, 동그라미 숫자 2의 방향으로의 비틀림 강성을 평가했다. 이하의 평가도 마찬가지로 행했다.
도 14는, 해석 모델 X~Z에 대해 요철 형상부를 환상으로 형성하는 것의 유효성을 나타내는 그래프이다.
도 14의 그래프에 나타내는 바와 같이, 환상 영역에 요철 형상부(111)를 형성한 해석 모델 X의 비틀림 강성이, 비틀림 방향에 상관없이, 가장 높았다. 평면부(104c)의 중앙에 요철 형상부(111)를 형성한 해석 모델 Y의 비틀림 강성이 가장 낮고, 평면부(104c)에 C자 형상으로 요철 형상부(111)를 형성한 해석 모델 Z의 비틀림 강성은, 해석 모델 X와 해석 모델 Y의 중간이었다.
해석 모델 X의 비틀림 강성은, 해석 모델 Y의 비틀림 강성에 비해 도 1 중의 동그라미 숫자 1의 방향에서 16% 높고, 동그라미 숫자 2의 방향에서 24% 높았다.
이에 비해, 해석 모델 Z의 비틀림 강성은, 해석 모델 Y의 비틀림 강성에 비해 동그라미 숫자 1의 방향에서 5% 높고, 동그라미 숫자 2의 방향에서 16% 높았지만, 해석 모델 X보다 좋다고 할 수 없으며, 해석 모델 X의 비틀림 강성은, 해석 모델 Z의 비틀림 강성에 비해 동그라미 숫자 1의 방향에서 10% 높고, 동그라미 숫자 2의 방향에서 7% 높았다.
도 14의 그래프에 나타내는 바와 같이, 해석 모델 X는, 동그라미 숫자 1의 방향, 및 동그라미 숫자 2의 방향 중 어느 방향에 대해서도, 해석 모델 Y, Z를 웃도는 비틀림 강성을 가지고 있으며, 요철 형상부(111)를 평면부(104c)의 가장자리를 포함하여 환상으로 형성하는 것이 유효하다는 것이 나타난다.
실시예 2
프런트 플로어 패널(110)의 평면부(104c)의 가장자리(도 1, 13A 중의 해칭부)에 요철 형상부(111)를 형성한 대략 I형이 2열로 구성된 해석 모델 X와, 대략 I형이 1열로 구성된 해석 모델 X-1과, 대략 I형이 3열로 구성된 해석 모델 X-3을 비교했다. 구속 조건이나 비틀림 방향은 실시예 1과 같게 했다. 해석 모델 X, X-1, X-3의 상세한 조건을 나타낸다.
해석 모델 X, X-1, X-3의 판두께：0.55mm
해석 모델 X, X-1, X-3에 형성한 요철 형상부(111)의 면적：모두 평면부(104c)의 43%
해석 모델 X, X-1, X-3의 요철 형상부(111)：A：B：A=1：1：1
해석 모델 X, X-1의 요철 형상부(111)의 높이：H1=H2=1.1mm
해석 모델 X-3의 요철 형상부(111)의 높이：H1=H2=0.75mm(대략 I형이 3열인 경우, 성형성의 관점으로부터 H1=H2=1.1mm를 형성하는 것이 어렵다고 생각되기 때문에, 요철 형상의 예 1에서 개시되어 있는 θ1=θ2=30о가 되는 높이로 했다)
해석 모델 X, X-1, X-3의 개략 형상：도 1의 해석 모델 X와 같게 형성하는 폭 W1=36mm
도 16은, 해석 모델 X, X-1, X-3의 비틀림 강성의 해석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 16의 그래프에 나타내는 바와 같이, 해석 모델 X(2개의 I형)의 비틀림 강성이 가장 높아졌다. 해석 모델 X-1(1개의 I형)이 낮은 이유는, 이방성이 높으므로, 평판과 동일한 정도의 비틀림 강성이 되는 방향이 존재하기 때문이다. 한편, 해석 모델 X-3(3개의 I형)의 비틀림 강성이 해석 모델 X(2개의 I형)에 비해 낮은 이유는, X-3의 요철의 높이(H1과 H2)가 X에 비해 낮으므로 단면 이차 모멘트가 저하하기 때문이다. 이와 같이, I형의 수가 증가함에 따라 요철 형상부(111)의 높이가 낮아지기 때문에, 2개의 I형으로 구성된 해석 모델 X가 가장 비틀림 강성이 높아졌다.
실시예 3
판두께가 0.55mm인 프런트 플로어 패널로서, A：B：A=1：1：1, θ1=θ2=30о, 폭 방향에 포함되는 대략 I형의 수를 2개로 하여 요철 형상부(111)를 형성한 평면부(104c)의 가장자리의 폭을, 24, 36, 48mm로 한 프런트 플로어 패널과, 요철 형상부(111)를 형성하지 않은 판두께 0.65mm인 프런트 플로어 패널에 대해, 실시예 1과 마찬가지로 비틀림 강성을 해석했다.
도 15A는, 요철 형상부의 폭과, 프런트 플로어 패널의, 동그라미 숫자 1의 방향으로의 비틀림 강성의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 15B는, 요철 형상부의 폭과, 프런트 플로어 패널의, 동그라미 숫자 2의 방향으로의 비틀림 강성의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 15A 및 도 15B에 그래프에 나타내는 바와 같이, 폭을 32mm 이상(평면부(104c)의 40% 이상)으로 하는 것, 즉, 프런트 플로어 패널(110)의 평면부(104c)의 폭 방향에 대해 대략 I형을 나타내는 영역을 2열 병렬시킴으로써, 프런트 플로어 패널의 판두께를 0.1mm 만큼 감소시켜 0.55mm로 저감시킬 수 있는 것을 알 수 있다.
실시예 4
도 17A는, 도 1에 도시하는 프런트 플로어 패널(110)의 평면부(104c)의 가장자리(도 1, 17A 중의 해칭부)에 요철 형상부(111)를 형성한 해석 모델 C를 도시하는 설명도이다. 도 17B는, 도 1에 도시하는 프런트 플로어 패널(110)의 평면부(104c)의 가장자리 및 중앙(도 17B 중의 해칭부)에 요철 형상부(111)를 형성한 해석 모델 D를 도시하는 설명도이다.
도 17A에 도시하는 해석 모델 C는, 도 2C에 도시하는 바와 같이 평판형상부의 일부 영역에 직선형으로 형성된 요철 형상부(111-2)가, 환상의 요철 형상부(111)와 이어져 있는 모델이며, 해석 모델 D는 이어져 있지 않은 모델이다.
해석 모델 C, D를 해석 모델 X와 비교했다. 구속 조건이나 비틀림 방향은 실시예 3, 4와 같다.
이하에 해석 모델 C, D, X의 상세를 나타낸다.
해석 모델 C, D, X의 판두께：0.55mm
해석 모델 X에 형성한 요철 형상부(111)의 면적：평면부(104c)의 43%
해석 모델 C, D에 형성한 요철 형상부(111)의 면적：모두 평면부(104c)의 48%
해석 모델 C, D, X의 요철 형상부(111)：A：B：A=1：1：1, θ1=θ2=30о, H1=H2=1.1mm
해석 모델 C, D, X의 요철 형상부(111)의 개략 형상：도 4 참조
요철 형상부(111)를 형성하는 폭 W1：36mm(대략 I형이 2열), W5=80mm
도 18은, 해석 모델 C, D, X의 비틀림 강성의 해석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 18의 그래프에 나타내는 바와 같이, 해석 모델 C, D의 동그라미 2의 비틀림 강성은, 해석 모델 X의 비틀림 강성보다 1~2% 정도 향상한다. 이는 직선형으로 형성된 요철 형상부(111-2)의 연재하는 방향이 동그라미 2의 비틀림 강성을 높이는 방향이기 때문이라고 생각된다.

Claims (15)

  1. 자동차 차체의 차폭 방향의 중앙에 상기 자동차 차체의 전후 방향을 향해 형성되는 플로어 터널, 상기 차폭 방향의 좌우의 단부에 형성되어 사이드 실과 접합하기 위한 좌우의 상향 플랜지, 및, 상기 좌우의 상향 플랜지와 상기 플로어 터널의 좌우의 종벽부 사이에 형성되는 좌우의 평면부를 구비하는 자동차 차체의 금속제의 프런트 플로어 패널로서,
    상기 평면부의 외연부를 포함하는 환상 영역에 형성되는 하기 요철 형상부를 가짐과 더불어, 상기 환상 영역을 제외한 잔여 영역에 형성되는 평판형상부를 가지는 것을 특징으로 하는 프런트 플로어 패널；
    요철 형상부：간격을 두고 순차적으로 평행하게 배치된 3개의 면인 제1 기준면, 중간 기준면, 및 제2 기준면의 3개의 기준면에 의거하여, 상기 중간 기준면을 기준으로 가상의 정방형인 제1 단위 영역 및 제2 단위 영역을 전면에 깔고, 상기 가상의 정방형의 직교하는 2개의 변을 따르는 2방향 중 한쪽을 횡방향, 다른쪽을 종방향으로 하면,
    상기 제1 단위 영역은, 상기 횡방향으로 임의의 비율 A：B：A의 3분할로서, 비율 A로 분할된 2개의 영역인 제1 분할 영역과, 비율 B로 분할된 1개의 영역인 제2 분할 영역으로 분할되어 있고,
    상기 제2 단위 영역은, 상기 종방향으로 임의의 비율 A：B：A의 3분할로서, 비율 A로 분할된 2개의 영역인 제2 분할 영역과, 비율 B로 분할된 1개의 영역인 제1 분할 영역으로 분할되어 있으며,
    상기 중간 기준면을 기준으로, 상기 제1 단위 영역 및 상기 제2 단위 영역이 각각 종방향 및 횡방향에 대해 교호로 배치되고, 인접하는 상기 제1 분할 영역에서 형성되는 대략 I형을 나타내는 제1 기준 영역과, 인접하는 상기 제2 분할 영역에서 형성되는 대략 I형을 나타내는 제2 기준 영역을 가지며,
    상기 제1 기준 영역으로부터 상기 제1 기준면을 향해 돌출하는 제1 영역과, 상기 중간 기준면상에 있어서 정해진 상기 제2 기준 영역으로부터 상기 제2 기준면을 향해 돌출하는 제2 영역을 가지는 형상부로서,
    상기 제1 영역은, 상기 제1 기준 영역을 상기 제1 기준면상에 등배 또는 축소하여 투영해 얻어지는 제1 꼭대기면과, 상기 제1 꼭대기면의 윤곽과 상기 제1 기준 영역의 윤곽을 잇는 제1 측면을 가지고,
    상기 제2 영역은, 상기 제2 기준 영역을 상기 제2 기준면상에 등배 또는 축소하여 투영해 얻어지는 제2 꼭대기면과, 상기 제2 꼭대기면의 윤곽과 상기 제2 기준 영역의 윤곽을 잇는 제2 측면을 가진다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 요철 형상부는 상기 외연부에 있어서 상기 대략 I형을 나타내는 영역을 2열 이상 가지는, 프런트 플로어 패널.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 평면부 중에서, 상기 환상 영역이 차지하는 면적은 상기 평면부의 면적의 40% 이상인, 프런트 플로어 패널.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    1개 또는 2개 이상의 상기 요철 형상부가 상기 평판형상부의 일부 영역에, 환상으로 형성되는, 프런트 플로어 패널.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    1개 또는 2개 이상의 상기 요철 형상부가 상기 평판형상부의 일부 영역에, 직선형으로 형성되는, 프런트 플로어 패널.
  6. 청구항 5에 있어서,
    직선형으로 형성된 상기 2개 이상의 요철 형상부가 서로 교차하는, 프런트 플로어 패널.
  7. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 기준 영역 및 상기 제2 기준 영역은, 상기 제1 분할 영역 및 상기 제2 분할 영역을 각각 늘어 놓은 후, 양자의 면적이 변화하지 않도록 양자의 각부(角部)의 일부를, 원호형으로 변형시킴으로써 구성되는, 프런트 플로어 패널.
  8. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간 기준면에 대한 상기 제1 측면의 경사 각도 θ1(о)와 상기 중간 기준면에 대한 상기 제2 측면의 경사 각도 θ2(о)는 각각 10~90о인, 프런트 플로어 패널.
  9. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    순차적으로 배치된 상기 제1 기준면, 상기 중간 기준면 및 상기 제2 기준면의 적어도 일부가 각각 평행한 곡면으로 이루어지는, 프런트 플로어 패널.
  10. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 요철 형상부는 금속판을 프레스 성형함으로써 형성되는, 프런트 플로어 패널.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 금속판은 성형 전의 판두께 t(mm)가 0.65mm 이하의 강판인, 프런트 플로어 패널.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 금속판은 성형 전의 판두께 t(mm)가 0.5~2.0mm인 알루미늄 합금판인, 프런트 플로어 패널.
  13. 청구항 10에 있어서,
    가상의 정방형으로 이루어지는 상기 단위 영역의 한 변의 길이 L(mm)과, 상기 금속판의 판두께 t(mm)의 비(L/t)는 10~2000인, 프런트 플로어 패널.
  14. 청구항 9에 있어서,
    가상의 정방형으로 이루어지는 상기 단위 영역의 한 변의 길이 L(mm)에 대해, 비율 B로 분할된 영역이 이루는 직사각형 형상의 단변의 길이를 BL(mm)로 했을 때, 0.2L≤BL≤0.6L인, 프런트 플로어 패널.
  15. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 영역의 돌출 높이 H1(mm)과 상기 금속판의 판두께 t(mm)의 비(H1/t)와, 상기 제1 측면과 상기 중간 기준면이 이루는 가장 큰 경사각 θ1(о)은, 1≤(H1/t)≤-3θ1＋272의 관계를 만족함과 더불어, 상기 제2 영역의 돌출 높이 H2(mm)와 상기 판두께 t(mm)의 비(H2/t)와, 상기 제2 측면과 상기 중간 기준면이 이루는 가장 큰 경사각 θ2(о)는, 1≤(H2/t)≤-3θ2＋272의 관계를 만족하는, 프런트 플로어 패널.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112018013572A2 (pt) 2016-01-06 2018-12-11 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation estrutura de porção traseira de veículo
MX367827B (es) 2016-02-05 2019-09-09 Nippon Steel Corp Estructura de la porción delantera de un vehículo.
US9981305B2 (en) * 2016-06-22 2018-05-29 GM Global Technology Operations LLC Tool assembly and method for manufacturing an automotive body panel
CN110121582B (zh) * 2016-11-10 2020-12-11 作为Pdmm信托受托人的Pdmm有限公司 铺板连接器
WO2018091951A1 (en) * 2016-11-21 2018-05-24 Arcelormittal Reinforcement member comprising a cold bent tab
JP6747615B1 (ja) * 2018-09-14 2020-08-26 日本製鉄株式会社 パネル部材

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003220978A (ja) 2002-01-28 2003-08-05 Toyota Motor Corp フロアパネル構造
JP2006315627A (ja) 2005-05-16 2006-11-24 Mazda Motor Corp 車体のフロアパネル

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2699599A (en) * 1949-06-08 1955-01-18 Haskelite Mfg Corp Structural sheet
US2858247A (en) * 1955-08-04 1958-10-28 Swart Dev Company De Panel material
JPH08254244A (ja) * 1995-03-17 1996-10-01 Sumitomo Metal Ind Ltd 複合制振金属板
JP3468275B2 (ja) * 1998-02-04 2003-11-17 日産自動車株式会社 制振構造体
JP2002302071A (ja) 2001-04-06 2002-10-15 Honda Motor Co Ltd 車両のフロアパネル
EP1693255A4 (en) * 2003-11-19 2007-11-21 Hayashi Engineering Inc SHOCK ABSORBING BODY
US20060163914A1 (en) * 2005-01-27 2006-07-27 Mazda Motor Corporation Floor panel structure for automobile body
JP4302152B2 (ja) 2007-04-20 2009-07-22 本田技研工業株式会社 車両用フロア構造
RU71313U1 (ru) * 2007-10-10 2008-03-10 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" Передняя часть кузова для транспортного средства
JP2009286249A (ja) 2008-05-29 2009-12-10 Toyota Motor Corp 車体パネル構造及びフロアパネル
JP2011027248A (ja) 2009-07-01 2011-02-10 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 凹凸部を有する板材及びその凹凸部形状の設計方法
JP4402745B2 (ja) 2009-08-07 2010-01-20 株式会社深井製作所 ヒートインシュレータ
JP2011101893A (ja) 2009-11-11 2011-05-26 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 凹凸部を有する板材およびこれを用いた積層構造体
JP2011110954A (ja) 2009-11-24 2011-06-09 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 車両パネル
JP2011110983A (ja) 2009-11-25 2011-06-09 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 車両パネル
JP2011110847A (ja) 2009-11-27 2011-06-09 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 凹凸部を有する板材並びにこれを用いた車両パネル及び積層構造体
JP2011147950A (ja) * 2010-01-20 2011-08-04 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 凹凸部を有する板材並びにこれを用いた車両パネル及び積層構造体
JP5442504B2 (ja) * 2010-03-24 2014-03-12 株式会社Ｕａｃｊ 凹凸部を有する板材並びにこれを用いた車両パネル及び積層構造体
JP2011230174A (ja) 2010-04-30 2011-11-17 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 凹凸部を有する板材並びにこれを用いた車両パネル及び積層構造体
JP2012051004A (ja) * 2010-09-01 2012-03-15 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 凹凸部を有する板材並びにこれを用いた車両パネルおよび積層構造体
JPWO2012081269A1 (ja) * 2010-12-17 2014-05-22 株式会社Uacj 凹凸部を有する板材並びにこれを用いた車両パネル及び積層構造体

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003220978A (ja) 2002-01-28 2003-08-05 Toyota Motor Corp フロアパネル構造
JP2006315627A (ja) 2005-05-16 2006-11-24 Mazda Motor Corp 車体のフロアパネル

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Publication number Publication date
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KR20140109438A (ko) 2014-09-15

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